高階間斷有限元法的并行計算研究.pdf

1、在當(dāng)今的計算流體力學(xué)領(lǐng)域,間斷有限元法由于集合了傳統(tǒng)有限元法和有限體積法的特點而成為目前科學(xué)計算領(lǐng)域的研究熱點之一。然而,高階間斷有限元法應(yīng)用上的瓶頸之一為計算效率問題。在串行計算機上,這種局限對于大型問題的高精度求解尤為突出。
　　 為了采用高階間斷有限元法實現(xiàn)更大規(guī)模的高精度計算,本文根據(jù)間斷有限元法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點,基于METIS網(wǎng)格分區(qū)技術(shù),設(shè)計并行計算策略,在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上實現(xiàn)了并行高階間斷有限元法。為保證數(shù)值解的高精度和

2、收斂性,采用高階曲線模擬物面的真實外型。其中,數(shù)值迭代部分設(shè)計并采用了并行的牛頓-缺高斯賽德爾法(Newton-BlockGS)來加快收斂速率。
　　 本文采用并行的高階間斷有限元法求解Euler方程,對亞聲速情況下的NACA0012翼型繞流問題進行并行數(shù)值模擬,獲得的數(shù)值解與串行計算結(jié)果完全一致。并行性能分析表明,本文設(shè)計的并行策略能夠得到較好的加速比和并行效率。采用并行的高階間斷有限元法處理問題時,在保證高精度解的同時,能夠